模拟电子技术实训教程.ppt

书名：模拟电子技术基础书名：模拟电子技术基础ISBNISBN：978-7-111-07935-4978-7-111-07935-4作者：沈任元作者：沈任元 吴勇吴勇出版社：机械工业出版社出版社：机械工业出版社本书配有电子课件本书配有电子课件第四章第四章 集成运算放大器集成运算放大器 模拟电子技术基础一一一一、基本差动放大器、基本差动放大器、基本差动放大器、基本差动放大器1 1、直接耦合放大电路需要解决的问题 各级静态工作点之间互相影响、互相牵制 零点漂移问题零点漂移问题 输入端短接（输入端短接（uI=0），其输出端电压有忽，其输出端电压有忽大忽小缓慢地、无规则地变化的输出电压大忽小缓慢地、无规则地变化的输出电压这种现象就称为零点漂移。这种现象就称为零点漂移。产生零点漂移的因素产生零点漂移的因素：温度变化温度变化、任何元器件参数的变化，、任何元器件参数的变化，电源的波动。电源的波动。在多级直接耦合放大电路中，又以第一级漂移的影响最为在多级直接耦合放大电路中，又以第一级漂移的影响最为严重。严重。抑制零点漂移的具体措施：抑制零点漂移的具体措施：（1）选用温漂小的元器件；）选用温漂小的元器件；（2）电路元件在安装前要经过认真筛选和）电路元件在安装前要经过认真筛选和“老老 化化”处理，以确保质量和参数的稳定性。处理，以确保质量和参数的稳定性。（3）为了减小电源电压波动引起的漂移，要采）为了减小电源电压波动引起的漂移，要采 用稳定度高的稳压电源。用稳定度高的稳压电源。（4）采用温度补偿电路。）采用温度补偿电路。（5）采用调制型直流放大器。）采用调制型直流放大器。（6）采用差动放大电路。）采用差动放大电路。2 2 2 2、差动放大电路、差动放大电路、差动放大电路、差动放大电路1)基本差动放大电路基本差动放大电路 双端输入双端输入 双端输出双端输出 基本差动电路利用电路的对称性，具有抑制零基本差动电路利用电路的对称性，具有抑制零点漂移的能力。点漂移的能力。温度温度TUo=(Uc1-Uc2 )不变不变（UBE )2)射极耦合差动放大电路 R E的主要作用是稳定电路的工作点，进一步减小零点漂移。温度温度T（UBE )IC1IC2IEUBEUBEUo=(Uc1-Uc2 )不变不变 长尾长尾在差动电路中，这种左右两边输入端所获得的对地大小相等，在差动电路中，这种左右两边输入端所获得的对地大小相等，极性相反的信号电压就称为极性相反的信号电压就称为差模信号差模信号 差模信号 调零电位器 RE的存在并不影响对差模信号的放大 UO=UO1-UO2=UC1-UC2 减小减小增大增大 在忽略在忽略R RP P时，静态时时，静态时U UI1I1=U UI2I2=0=0，输入回路方程：，输入回路方程：V VEEEE=I IBQBQR RB B+U+UBEQBEQ+2I+2IEQEQR RE E 可得可得Q Q点为（忽略点为（忽略I IBQBQ时）时）电路的差模电压放大倍数电路的差模电压放大倍数AuD RB RP时时 差动电路双端输入双端输出结构的电压放大倍数和单差动电路双端输入双端输出结构的电压放大倍数和单管共射电路的放大倍数相同。采用差动放大电路只是管共射电路的放大倍数相同。采用差动放大电路只是为了抑制零点漂移。为了抑制零点漂移。当在两个集电极之间接有负载电阻当在两个集电极之间接有负载电阻RL时：时：差模输入电阻差模输入电阻：RiD 2(RB+Rbe)差模输出电阻差模输出电阻：RO=2RC 差模地端差模地端两个大小相等，极性相同的信号称为共模输入信号。两个大小相等，极性相同的信号称为共模输入信号。共模信号是反映温漂干扰或噪声等无用的信号。共模信号是反映温漂干扰或噪声等无用的信号。如果电路完全对称，则在共模信号作用下，两管电如果电路完全对称，则在共模信号作用下，两管电流同时等量增大，结果输出电压流同时等量增大，结果输出电压U UO OC C =0=0 若电路完全对称，则若电路完全对称，则AuC=0,KCMR 共模信号 KCMR=AuD/AuC模拟模拟模拟模拟电子技术基础习题电子技术基础习题电子技术基础习题电子技术基础习题2 2 2 2、其它形式的输入，输出方式其它形式的输入，输出方式其它形式的输入，输出方式其它形式的输入，输出方式 双端输入、单端输出图差动放大电路 单端输入、双端输出差动放大电路 反相输出反相输出反相输出反相输出 单端输入、单端输出 同相输出同相输出同相输出同相输出 单端输入、单端输出 具有恒流源的差动放大电路具有恒流源的差动放大电路 a a）电路）电路 b b）用恒流源表示）用恒流源表示3 3的电路的电路IC3 的恒流特性，大大提高了抑制零漂的效果。的恒流特性，大大提高了抑制零漂的效果。集成运放组成框图集成运放组成框图 集成运放的符号和管脚图 a)图形符号 b)A741的管脚图 电源端电源端电源端电源端 A741内部电路 LN3242、集成运放的特点、集成运放的特点3、集成运放的分类、集成运放的分类 (器件手册器件手册P 69)4、集成运放的电压传输特性和参数、集成运放的电压传输特性和参数 1）电压传输特性）电压传输特性 理想运算放大器的条件主要是：理想运算放大器的条件主要是：t 开环差模电压放大倍数开环差模电压放大倍数AuD；t 开环输入电阻开环输入电阻RiD；t 开环输出电阻开环输出电阻Ro0；t 共模抑制比共模抑制比KC M R。理想运放的图形符号 a)旧国标 b)新国标反相输入端反相输入端 同相输入端同相输入端 输出端输出端 运放的传输特性运放的传输特性 线性区线性区 UO=AuD（UP-UN）非线性区非线性区 UO受正、负电源电压限制受正、负电源电压限制2）主要参数主要参数(器件手册器件手册P76)LM324LM324典型值典型值 理想值理想值t 开环差模放大电压倍数开环差模放大电压倍数A AuD uD 100dB 100dB t 输入失调电压输入失调电压U UIOIO 2mV 0 2mV 0t 输入失调电流输入失调电流I IIOIO 5nA 0 5nA 0t 输入偏置电流输入偏置电流I IIBIB 45nA 0 45nA 0t 输入失调电压温度漂移输入失调电压温度漂移d dU UI I/dt /dt 几几VV/0/0t 开环差模输入电阻开环差模输入电阻R RiDiD 1M 1M t 最大差模输入电压最大差模输入电压IDM IDM 32V32Vt 最大共模输入电压最大共模输入电压ICMICM Vcc-1.5VVcc-1.5Vt-3db-3db带宽带宽f fh h和单位增益带宽和单位增益带宽f fc ct 最大输出电压最大输出电压OPPOPP Vcc-1.5V Vcc-1.5Vt 转换速率转换速率S SR R 几几V V/S S 模拟模拟模拟模拟电子技术基础习题电子技术基础习题电子技术基础习题电子技术基础习题